摘要：本文阐述了电厂粉煤灰的性质和处理废水、废气的机理，并对电厂粉煤灰在废水、废气中的应用进行好分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：电厂粉煤灰；废水处理；废气处理；应用
1、电厂粉煤灰概述
粉煤灰主要是电厂燃煤排放的工业固体废物，其主要由Si02, Fe0, Al203,Fe2O3等构成。在我国，粉煤灰的放量相对较大，且在电力事业不断发展的背景下呈上升趋势。如果大量粉煤灰不尽心妥善处理，会给人们的生活带来不便且造成严重的环境污染问题。
1.1粉煤灰的性质
一般粉煤灰的粒径为2.5～300μm，几何粒径平均为4Oμm；比表面积通常为2500～5000cm3/g，其密度通常为2.3～3.0g/cm3，堆积密度为0.55～0.67g/cm3，孔隙率通常为60%～75%。通常在显微镜下，粉煤灰是玻璃体、结晶体与少量未燃碳的复杂混合物，其中包括磁铁矿、石英、赤铁矿与莫来石等。其中玻璃体包括形状不规则的小颗粒与球体形玻璃体粒子，未燃碳则呈现疏松多孔状。
1.2粉煤灰处理废气废水的机理
物理吸附是通过粉煤灰和吸附质子之间的引力产生的,主要受粉煤灰的比表面积和多孔性决定。物理吸附时粉煤灰的颗粒表面能降低,是放热过程,所以,在低温下也可以自发进行,对于低浓度废水,粉煤灰等温吸附规律可以用Freundlich公式表示；1gqc=1gk+1/n1gCe式中:qc为平衡吸附量,mg/g；Ce为平衡浓度,mg/g;k、n为经验常数,k值越大吸附能力越强,1/n在0.1～0.5时吸附易于进行。粉煤灰的化学吸附能力主要取决于粉煤灰中Si-O和Ai-O活性基因。它们能与吸附质化学链或离子发生结合,从而产生吸附,其特点是选择性强,通常为不可逆。此外,粉煤灰的组成成份中有CaO、MgO、Fe2O3、K2O、Na2O等碱性物质,可用来中和气体中的酸性成份、净化含酸性污染物气体。
2、电厂粉煤灰在处理废水中的应用
2.1在城市污水处理中的应用
应用粉煤灰的吸附性能净化废水,对COD、BOD、色度等有较好的去除作用,对重金属离子也有一定的去除作用。在城市污水的处理中,投加粉煤灰,用聚合铝做助凝剂,通过絮凝一吸附作用处理污水。其最佳工艺参数为:投加粉煤灰量(灰水体积比)1%,聚合铝加入量为25g/m2,灰水混合时间2-5min,沉降时间85min。处理效果为:COD平去率67.6%,BOD5的平均去除率52.4%,SS的平均去除率90.8%,主要重金属平均去除率80%以上,对色度和臭味去除显著。粉煤灰对三价铬有较强的去除能力,而对六价铬去除能力极弱。对浓度100mg/L以内的含二价铬废水,当铬与粉煤灰重量比为1/1000,废水pH值为4-12,二价铬的去除大于99%。对于含六价铬的废水,用过量20%以上的硫酸亚铁把六价铬还原为三价铬,再用粉煤灰处理废水,仍可达到99%以上的去除率。此外,粉煤灰对废水中的Pb2+、Hg2+、Cu2+、Zn2+、F-和酚类都有良好的去除作用。Ni2+与粉煤灰吸附铬时的pH值适应范围较宽不同,粉煤灰吸附水中磷时受pH的影响较大。在中性条件下,磷的去除率最高。生活污水的pH值一般在7-7.9之间,可以不对污水做pH值调节,直接进行处理。粉煤灰适合低浓度的含磷污水,当磷浓度为5mg/L时,磷的去除率达到64%。
2.2粉煤灰在处理造纸废水中的应用
某地区环保部门将粉煤灰应用于已经完成一级处理的造纸废水的后续处理技术试验中。该试验的处理过程为以下三步。①混合:将电厂的粉煤灰按一定比例加入到将要处理的污水中，并进行充分搅拌混合，使粉煤灰最大程度的发挥其吸附与絮凝作用；②沉降:待到搅拌混合均匀后，将污水引入沉降池，使污水流速迅速下降，并在支重力的影响下，使粉煤灰的絮凝物与吸附物发生沉降；③自净:随着沉降与水流的作用，水体上部的清洁水被引入自净池进行澄清，剩余的悬浮物进行进一步的沉降。利用该技术工艺能后有效的处理经一级处理的造纸污水的效果明显，并且在实际的工作中进行严格的水质监测，保证处理系统的有效运行。
2.3粉煤灰在处理印染废水中的应用
印染废水中主要含有浆料、染料、助剂与其他各种化工物质，污染性较强，因此必须进行相应的有效处理。近些年来科研人员对粉煤灰进行了相应研究，利用其吸附、混凝作用来对印染污水进行处理，并取得了良好的效果。粉煤灰在处理印染污水中具有占地少、运行费用较低、管理简便以及治污效果好等优点，非常适合中小印染厂的印染污水处理。
2.4粉煤灰作混凝剂处理废水的效果对比
粉煤灰具有多孔性,对废水中的有机物和色度有吸附作用。粉煤灰中有Al2O3成份。经处理可用作废水处理混凝剂。梁天民等在粉煤灰中加入硫铁矿烧渣和适量的氯化钠,在一定温度下用盐酸浸提制取混凝剂。其配方为:粉煤灰:硫铁矿烧渣:盐酸(4mol/L):氯化钠=50:10:150:2。混凝剂为粘稠状黑色液体,比重1.5g/cm3,主要成份是FeCL3和ALCL3,FeCl3的含量42g/L,ALCL3的含量35g/L。粉煤灰混凝剂和其它混凝剂处理废水的比较列于表1。
3、粉煤灰在处理废气中的具体应用
近几年来，国内外在开展利用粉煤灰制高级脱硫剂的研究。粉煤灰中主要成分SiO、Fe0和CaO，在常温有水存在的情况下，细粉末状的火山灰能与碱金属和碱土金属发生“凝硬反应”的特性，被认为是粉煤灰循环利用过程中提高钙基吸收剂利用率的原因所在。试验证明，用粉煤灰制成的脱硫剂的脱硫效率要高于纯的石灰脱硫剂。这是因为气一固反应中吸收剂表面积的大小是反应速率快慢的主要决定因素。在适当的灰/石灰比和反应温度时，脱硫率可达到90％以上。以口本北海北海道电力公司开发的粉煤灰干法脱硫技术工艺为例，整套工艺就是使用粉煤灰脱硫剂进行烟气脱硫的。该技术工艺提高了粉煤灰的利用率，实现了脱硫率大于90%的效果，高质量的完成了粉煤灰废气的任务与作用。
4、结语
总之，作为新型废水废气处理剂的粉煤灰，其原料来源较为广泛，价格相对低廉，处理技术流程简单便捷，在处理废气废水中具有非常好的效果，很好实现了“垃圾是放错地方的资源”的观点，拓宽了保护环境的方式。但是由于我国在
该方面的技术研究相对较晚，当前还主要出于实验室研究的阶段，没有实现大规模的应用。国家与相关科研单位只有加强相关方面的研究，才能实现粉煤灰在处理废水废气中的利用效果。
参考文献:
[1]杨震，金立忠.粉煤灰在废水处理中的应用[J].科技创新导报，2012，（2).
论文作者:黄国良
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/9
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